Понятия маска сети и маршрутизация

  Уважаемые коллеги, сегодня мы с Вами продолжаем настраивать Ubuntu Server. В сегодняшней статье Вадим рассмотрит такие понятия как маршрутизация и маска сети.

  Примечание: вместо слова маршрутизация часто упротребляют термин роутинг (от англ. route - маршрут).

  В терминологии сетей TCP/IP маской подсети или просто "маской" называется битовая последовательность, определяющая, какая часть IP-адреса компьютера относится к адресу сети, а какая - к адресу самого узла в ней. Например, узел (компьютер) с IP-адресом 192.168.0.1 и маской подсети 255.255.255.0 находится в сети 192.168.0.0/24 с длиной префикса в 24 бита.

  Примечание: сетевой префикс - это сокращенное обозначение маски.

  Другой вариант определения - это определение подсети IP-адресов. Например, с помощью маски подсети можно указать, что один диапазон адресов будет в одной подсети, а другой, соответственно, - в другой.

  Чтобы получить адрес сети, зная IP-адрес и маску, необходимо применить к ним операцию поразрядной конъюнкции (логическое И). Например, в случае более сложной маски:

  Разбиение одной большой сети на несколько маленьких подсетей позволяет упростить маршрутизацию и уменьшить широковещательный трафик, который, со временем, может вылиться в широковещательный шторм.

  Как рассчитать маску? Например, нам нужна подсеть для 28 компьютеров + 2 спец адреса (номер сети и широковещательный адрес, они всегда должны учитываться), т.е. нам нужно 30 IP адресов. Ищем ближайшую большую степень двойки, 2^5 = 32.

  Хотя это не широко используемый способ (насколько я знаю), я считаю маски так: от 256 отнимем 32 т.е. 256-32 = 224, получим маску 255.255.255.224. Наложив маску на IP получим диапазон доступных адресов. Для сети 192.168.0.0 и маски 255.255.255.224 получается диапазон от 192.168.0.0-31, следующая подсеть будет 192.168.0.32-63, и т.д. с шагом в 32.
 

Маршрутизация между сетями и маски подсетей

  Бесклассовая адресация (Classless Inter-Domain Routing - CIDR) это метод IP-адресации, позволяющий гибко управлять пространством IP-адресов, не используя жёсткие рамки классовой адресации. Использование этого метода позволяет экономно использовать ограниченный ресурс сетевых адресов, поскольку здесь можно применять различные маски к различным подсетям.

  Для удобства можно воспользоваться вот этой таблицей масок CIDR

  Как же рассчитать вручную статическую маршрутизацию и объединение маршрутов?

  Предположим, за роутером у нас есть сети 192.168.0.0/24 и 192.168.1.0/24, до роутера сеть 10.0.0.0/24, IP роутера -10.0.0.254. Для того чтобы не прописывать 2 маршрута, можно использовать объединение сетей маской, т.е. мы получим сеть 192.168.0.0/23 (255.255.254.0), теперь достаточно указать всего один маршрут.

  Так можно сделать один маршрут во множество сетей, доступных через один роутер, не прописывая их по одной.
 

  Пример построения сети используя CIDR

  Предположим, у нас есть организация: «Рога и Копыта» и 2 дочерних - «Головы и Хвосты» и «Кожа и кости». Все компании подключены к Интернету через ADSL. Также у нас есть удаленный клиент. Дочерние компания и клиент подключаются к главной через VPN тоннели.

  Цель: создать наиболее оптимальные статические маршруты используя CIDR

  Вот так будет выглядеть наша сеть на карте (фото ниже кликабельно):

  Примечание: В таблицах ниже показаны только маршруты которые относятся к этим организациям. ADSL модемы, в принципе, не важны и показаны только для завершенности схемы и мы не будем выделять для них отдельные сети.

  Ниже показано, как будут выглядеть таблицы маршрутизации на роутерах компаний.

   RiK R1 – главный роутер, на нем поднят VPN (PPTP) сервер защищенного соединения и он отвечает за всю маршрутизацию между компаниями.

  Вот такая у него будет таблица маршрутизации:

 
  Для роутера RiK R2 - своя

 
  Для роутера GiH R1

 
  Для маршрутизатора KiK R1

 
  И - для удаленного клиента

 
  Как это все работает? Предположим, клиент с адресом 172.30.5.31 из ООО «Кожа и кости» обращается к серверу RiK Server Serv1 S1 на IP 192.168.0.1

  Трасса (tracert) прохождения пакетов (данных) для него будет выглядеть так:

KiK R1 → RiK R1 → RiK Server Serv1 S1
172.30.5.254 → 192.168.254.254 → 192.168.0.1

  Запустим команду «ping» с этого же клиента на компьютер с IP 192.168.4.12

KiK R1 → RiK R1 → RiK R2 → Comp 192.168.4.12
172.30.5.254 → 192.168.254.254 → 192.168.0.253 → 192.168.4.12

  Клиент с IP 192.168.5.54 обращается к серверу GiH Server Serv1 с IP 172.30.0.1

RiK R2 → RiK R1 → GiH R1 → GiH Server Serv1
192.168.5.254 → 192.168.0.254 → 192.168.254.1 → 172.30.0.1

  В следующей статье мы с Вами рассмотрим настройку сети на нашем сервере из консоли терминала.